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中國天眼正式對外開放 這只大眼睛能看多遠(yuǎn)
2021-04-01 09:17:32來源: 中國新聞網(wǎng)

中國科學(xué)院國家天文臺宣布:被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡(FAST),北京時間3月31日零點向全世界天文學(xué)家發(fā)出邀約,征集觀測申請。

這也意味著,從此刻起,“中國天眼”已成為“世界巨眼”,正式向全世界開放。

中科院國家天文臺介紹說,“中國天眼”是中國具有自主知識產(chǎn)權(quán)和當(dāng)今世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。自2020年1月通過國家驗收啟動運行以來,“中國天眼”設(shè)施運行穩(wěn)定可靠,發(fā)現(xiàn)的脈沖星數(shù)量已達到300顆,并在快速射電暴等研究領(lǐng)域取得重大突破。

本著開放天空的原則,“中國天眼”于北京時間2021年3月31日零點向全世界天文學(xué)家發(fā)出邀約,征集觀測申請(可登錄http://fast.bao.ac.cn/proposal_submit查看通知并提交申請),所有國外申請項目統(tǒng)一參加評審。征集項目的評審結(jié)果將于2021年7月20日對外公布,觀測時間將從2021年8月開始。

中科院國家天文臺表示,“中國天眼”將以更加開放的態(tài)度向全球提供研究設(shè)施,給世界天文學(xué)界提供更多的觀測條件,為構(gòu)建人類命運共同體貢獻中國智慧,努力推動世界科技發(fā)展和人類文明進步。

另據(jù)南方+客戶端消息,無論是“搜索地外文明”,還是探測發(fā)現(xiàn)脈沖星進而探尋宇宙起源的秘密,“中國天眼”在被寄予厚望的同時,又始終像包裹著一層神秘的面紗。今天,記者將帶你認(rèn)識“中國天眼”的前世今生,追問“中國天眼”究竟能夠“看”多遠(yuǎn)。

“中國天眼”有多大?

“天眼”又稱FAST(Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope),是500米口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡的簡稱。它位于貴州省黔南布依族苗族自治州平塘縣克度鎮(zhèn)大窩凼的喀斯特洼坑中,是國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施,由中國科學(xué)院國家天文臺主導(dǎo)建設(shè),是具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)、世界最大單口徑、最靈敏的射電望遠(yuǎn)鏡。

事實上,早在1994年,我國科學(xué)家南仁東就提出建設(shè)“天眼”的構(gòu)想。時隔17年后,2011年3月25日,“中國天眼”開工建設(shè),2016年9月25日落成啟用。去年1月11日,“中國天眼”通過國家驗收,投入正式運行。

很多網(wǎng)友打趣說,“天眼”就像一口大鍋,那么,下面幾組數(shù)據(jù)讓我們能夠一窺這口大鍋的奧秘:

大——反射面由4450個反射單元構(gòu)成,總面積為25萬平方米,相當(dāng)于30個標(biāo)準(zhǔn)足球場那么大。如果把它看成是一口盛滿水的鍋,容量夠全世界每個人分到4瓶水。

巧——30噸的饋源艙通過6根鋼索控制,可以在140米高空、206米的尺度范圍內(nèi)實時定位。

強——能看見更遙遠(yuǎn)暗弱的天體,它1分鐘就能發(fā)現(xiàn)的星體,即使把坐標(biāo)提供給百米口徑的射電望遠(yuǎn)鏡,對方也要9分鐘才能看見。

精——500米的尺度上測量角度精確到8角秒,10毫米的定位精度要求最高做到了3.8毫米。

“中國天眼”有多強?

2021年全國兩會前夕,全國政協(xié)委員、中國科學(xué)院院士、FAST科學(xué)委員會主任武向平透露,截至今年3月,“中國天眼”已發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過300顆。

脈沖星就是旋轉(zhuǎn)的中子星,因不斷地發(fā)出電磁脈沖信號而得名,其密度每立方厘米相當(dāng)于1萬艘萬噸巨輪的質(zhì)量壓縮起來,那是一個地球上無法想象的、類似科幻小說《三體》里“水滴”的世界,從脈沖星中遴選出脈沖信號穩(wěn)定的毫秒脈沖星,將來有望應(yīng)用于星際導(dǎo)航。

舉例來說,如果你要走到火星甚或走出太陽系、銀河系,根本無法用地球上的GPS去導(dǎo)航,但如果能知道宇宙中很多脈沖星的位置,就可以通過它來定位、導(dǎo)航。

1967年,人類發(fā)現(xiàn)了第一顆脈沖星;直到50年后,中國人才用自己的射電望遠(yuǎn)鏡FAST發(fā)現(xiàn)了第一顆新脈沖星。而在如此短時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)這么多顆脈沖星,足見“天眼”實力之強。武向平期待,未來5年這一數(shù)字能達到1000顆,甚至能找到銀河系外的第一顆脈沖星。

此外,“天眼”脈沖星計時精度領(lǐng)先國際水平4倍以上,有望在納赫茲引力波這一備受全世界關(guān)注的前沿科學(xué)探測方面取得重大突破。

而在地外文明搜索方面,“天眼”安裝了專門的后端設(shè)備,主要就是從“天眼”浩如煙海的電磁信號中,篩選出有用的窄帶候選信號,而把天體和人工信號排除掉。美國加州大學(xué)伯克利分校地外文明研究團隊基于幾十年的地外文明搜索經(jīng)驗,攜手中國科學(xué)院國家天文臺,為“中國天眼”量身開發(fā)了這套專門設(shè)備。

“中國天眼”追逐外星人的姿勢,和它的巡天模式有關(guān),除了借助地球自轉(zhuǎn)靜悄悄地“偷看”天空外,還能向特定的目標(biāo)天體暗送“秋波”,反復(fù)觀測。經(jīng)過驗證,“天眼”的后端設(shè)備非常有效。高分辨率使得這套設(shè)備對宇宙噪音的處理能力非常出色,讓“天眼”在外星人搜尋上如虎添翼。

專家表示,F(xiàn)AST作為世界最大的單口徑望遠(yuǎn)鏡,將在未來20至30年保持世界一流地位。

“中國天眼”能“看”多遠(yuǎn)?

能刺穿“光年之外”,刷新宇宙深空的天圖;能巡視宇宙大爆炸“蹤跡”,洞悉宇宙“前世”……

“中國天眼”有四大科學(xué)目標(biāo):

◎巡視宇宙中的中性氫,研究宇宙大尺度物理學(xué),以探索宇宙起源和演化;

◎觀測脈沖星,研究極端狀態(tài)下的物質(zhì)結(jié)構(gòu)與物理規(guī)律;

◎主導(dǎo)國際低頻甚長基線干涉測量網(wǎng),獲得天體超精細(xì)結(jié)構(gòu);

◎探測星際分子;搜索可能的星際通信信號。

為了這四大目標(biāo),“天眼”全副武裝,前所未有地擴大了人類探索宇宙的“可視范圍”——與美國的“鳳凰”計劃相比,口徑500米的“中國天眼”可將類太陽星巡視目標(biāo)擴大至少5倍,可有效探索的空間范圍體積遠(yuǎn)超此前最先進的射電望遠(yuǎn)鏡。

“天眼”的目光之長遠(yuǎn),還在于它向全人類科學(xué)界敞開胸懷:

自3月31日起,各國科學(xué)家可以通過在線方式向國家天文臺提交觀測申請,申請的項目將交由“中國天眼”科學(xué)委員會和時間分配委員會進行評審、提出項目遴選建議。所有國外申請項目統(tǒng)一參加評審,評審結(jié)果將于7月20日公布,觀測時間將從8月開始。

讓我們共同期待,在全球科學(xué)家的共同努力下,“中國天眼”能夠帶領(lǐng)人類更加清晰地“看到”我們身處的這個宇宙。

關(guān)鍵詞: 中國天眼對外開放 FAST

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